使用混合近红外漫反射光谱对重症监护的微血管氧合和反应性充血进行无创监测

该方案的目的是评估外周肌肉的微血管氧合和反应性充血，特别是在危重患者的重症监护管理中。结合漫反射光学技术和血管闭塞测试，我们可以评估各种参数，以深入了解微血管氧合和反应性充血。我们正在使用结合各种模块的血管装置，包括两种近红外漫反射光学技术、脉搏血氧仪和自动止血带。

它旨在使用由手臂持续动脉闭塞引起的血管闭塞测试来测量氧气的代谢率和微血管反应性。整合了来自电子技术的信息，为微血管健康研究提供了一种多模式方法。近红外光谱法在多个波长下利用皮秒量级的激光通过，并测量这些脉冲在穿过组织时的延迟和展宽。

使用多个波长来计算不同的血液和组织成分。在我们使用的血管中，我们利用 685 纳米和 830 纳米来计算含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白，从而计算微血管氧饱和度的百分比。漫反射相关光谱使用来自连续波相干激光源的近红外光的变化。

该技术为了计算血流量，利用了由于光散射粒子（如红细胞）的运动而导致的散斑强度的自相关函数的衰减。在DCS中，在血管中，我们利用波长为785纳米。最后，脉搏血氧饱和度测量心率和动脉血氧饱和度百分比。

通过这个协议，我们能够测量的是组织氧合。组织氧合是结合组织灌注、动脉氧合和组织代谢率的原始参数，因此静脉氧合。当我们进行血管闭塞测试时，我们得到的是组织的代谢率，所以脱氧，去饱和的信号提供了代谢率的信息，隔离，不是灌注，只是代谢率。

之后，当我们在这种缺血性挑战后松开袖带时，我们将有再饱和、信号的再氧合和充血反应。因此，这种再氧合和这种充血反应提供了有关组织微血管反应性的信息，这是关于内皮功能的表现。血管探头具有用于激光源的光学窗口和用于漫反射相关光谱和时间结果光谱的探测器。

两者的源探测器间隔均为 25 毫米。探头由容量触摸传感器和加速度计、负载和光传感器指示。当探头放置在组织上时，设备中的激光安全系统使用触摸感应仅照射激光。

一旦感觉到分离，激光就会关闭，这样患者和操作人员就安全了。打开设备。该设备从内部开发的软件开始。

将安全钥匙转到打开位置。将探头完全放入仪器响应功能盒内，如果探头发光，请按下探头上的复位按钮。等待设备准备就绪。

它执行自检以确保稳定运行。当设备准备就绪时，它会询问您是否要测量 IRF。现在，该设备会自动调整激光强度以达到所需的 100 万计数率。

当您看到稳定的计数率和 DTOF 时，按停止按钮。该 IRF 被保存到设备中，并加载到软件中以用于实时计算。现在，我们可以继续执行幻象测量。

将探头正确插入幻象盒中，使探头连接指示灯亮起。幻象实验方案从质量控制测试开始，验证DCS和TRS探测器接收到足够数量的光子，并检查暗计数是否在所需范围内。质量检查还确认模式之间没有干扰。

继续执行虚拟方案至少 30 秒，以保存足够数量的数据以进行进一步分析。将止血带系在肘部上方的上臂上，就像在测量血压时所做的那样。不要将袖带松散或非常紧地缠绕在手臂上。

松散地连接止血带需要更多的空气才能达到所需的压力。缓慢的充气可以让身体重新调整生理机能。将脉搏血氧仪连接到同一只手臂的食指上。

如果无法连接到食指，请将其连接到任何其他手指上。找到要探查的肌肉，位于肘部下方的前臂外侧。可以通过用一只手轻轻扭动手臂来追踪肌肉。

另一只手可以感觉到拇指和手指之间的肌肉。使用短卷尺测量定位肌肉周围的臂围。使用详细的体脂量测量肌肉顶部的近似组织厚度。

将探头连接到肌肉上，光纤和电缆朝向手部。不要将探头连接得太紧。它可以影响组织生理学。

确保纤维没有接触任何移动物体。它可以在数据中创建项目。用黑布盖住探头以阻挡外部光线。

如果患者清醒，请告知他血管闭塞试验会引起刺痛感，并且不能移动手臂。确保探头已连接。设备前面板LED指示灯亮起，软件中的触摸图标为绿色，表示探头已连接。

按协议时间按钮。它将打开一个新对话框。输入受试者 ID、操作员 ID 和高于收缩压 50 毫米汞柱的目标压力。

按 ok 启动自动协议。实时数据显示在图表中。该协议从质量控制开始，自动调整激光功率，检查光子计数以及模态之间的接口。

质量检查在两分钟内完成。观察标有 DRS 和 DCS 的圆形图标，这些图标必须在质量检查结束时变为绿色。绿色图标表示光子计数率在所需范围内。

没有外部光进入探头。模态之间没有串扰，因此可以继续测量。图表在质量阶段结束时重置，并实时绘制代表患者数据的信号。

按停止按钮中止协议。如果患者病情不稳定或患者在方案期间的任何时刻需要临床干预。按延长按钮可增加 30 秒的遮挡前持续时间。

如果患者移动手臂并且由于任何其他原因没有稳定的基线信号，操作员可以在所需的任何阶段多次按下交换键。每按一次按钮将增加 30 秒。止血带自动充气至所需压力以开始血管闭塞测试。

如果患者的血压在开始方案后发生变化，则按加号或减号按钮以 5 毫米汞柱的步长增加或减少所需的咬合压力。血管闭塞测试的开始和停止自动用黄色垂直线标记。该软件设置为连续采集数据并自动执行三分钟的血管闭塞测试。

基线三分钟后，预定义的标准方案在血管闭塞试验完成后再持续六分钟，以评估患者充血反应结束后的恢复情况并获得稳定状态。当操作员在协议完成时通过弹出通知通知操作员时，按确定，这标志着协议的成功完成。操作员可以从患者身上取下探头和袖带，并使用酒精棉签或等效物清洁它们。

根据预定义的研究方案写下临床和人口统计信息，以及探头位置的手臂周长和患者数据表中覆盖脂肪组织的厚度。氧合、脱氧、总血红蛋白和组织血氧饱和度的实时绝对值的计算是通过使用两种波长的曲线资源光谱的拟合算法实现的。使用漫反射矫顽光谱的自矫顽曲线，通过拟合算法实现血流指数的实时计算。

用户脚本以您喜欢的语言编写，用于重新打开和可视化记录的边界数据。使用脚本，计算血管闭塞试验后反应性充血反应曲线的耗氧量、速率和减氧幅度、再氧率和振幅以及曲线下面积的指数。根据该协议，我们可以连续测量绝对组织血氧饱和度、血流指数和动脉血氧饱和度。

这些参数的组合导致在进行血管闭塞试验时获得耗氧指数的代谢率。当袖带充气时，我们得到脱氧速率，显示探针区域消耗氧气的速度。在血管闭塞试验结束时，当袖带放气时，我们可以看到组织复氧的速度，这表明氧气供应到缺氧区域的速度有多快。

结果显示脱氧血红蛋白增加，含氧血红蛋白减少。随着氧气从血红蛋白中提取，缺氧细胞的数量增加。在血管闭塞试验期间，我们可以观察到微血管氧饱和度呈下降趋势。

这种下降的早期速率代表了耗氧量的代谢速率。而充血高峰和随后的衰变与内皮功能和微血管反应性有关。文献中使用了几种生物标志物，如脱氧率、脱氧量、再氧合率、充血峰值和曲线下面积，以表示疾病的严重程度以及健康和患者群体之间的分类。

除了获得绝对浓度值外，该协议的另一个优点是血流指数。由于充血饱和度本身并不能表示局部氧气的增加，因此血流指数有助于深入了解耗氧量和灌注的基线代谢率。血流指数的进一步分析也提供了每个稳定性指数，因为血管装置能够快速采集漫反射相关光谱。

使用协议时，请始终确保已通过质量测试，这表明所有设备参数都在可接受的范围内。因此，显示和存储的数据是有用且有意义的。通过该协议，我们可以使用多种技术为临床医生提供血红蛋白氧饱和度和血流指数的绝对值，获得的临床参数可用于评估组织灌注、内皮功能、微血管反应性和氧代谢。

用于设备校准和人工测量的全自动协议减少了操作员基础的变化，并产生了更可靠的数据。